JP6732645B2 - Fixing device and ion irradiation method - Google Patents
Fixing device and ion irradiation method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6732645B2 JP6732645B2 JP2016237316A JP2016237316A JP6732645B2 JP 6732645 B2 JP6732645 B2 JP 6732645B2 JP 2016237316 A JP2016237316 A JP 2016237316A JP 2016237316 A JP2016237316 A JP 2016237316A JP 6732645 B2 JP6732645 B2 JP 6732645B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer holder
- mask
- semiconductor substrate
- wafer
- fixing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Description
本発明は、イオン照射に用いるマスクを半導体基板に固定する固定装置、およびイオン照射方法に関する。 The present invention relates to a fixing device for fixing a mask used for ion irradiation to a semiconductor substrate, and an ion irradiation method.
シリコンウェハ等の半導体基板に様々な微細加工を施すことで、半導体集積回路が製造される。集積回路の性能を向上させるため、半導体基板にヘリウム等のイオンを照射して欠陥領域が形成されることがある。例えば、ダイオードを内蔵する絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)の製造工程において、マスクを使用してイオン照射することにより、ダイオードが形成される箇所に欠陥領域が選択的に形成される。ダイオード領域に選択的に欠陥を形成することで、ダイオードの逆回復特性が向上しうる(例えば、特許文献1参照)。 A semiconductor integrated circuit is manufactured by performing various fine processings on a semiconductor substrate such as a silicon wafer. In order to improve the performance of an integrated circuit, a semiconductor substrate may be irradiated with ions such as helium to form a defective region. For example, in a manufacturing process of an insulated gate bipolar transistor (IGBT) including a diode, a mask is used to perform ion irradiation to selectively form a defective region at a portion where the diode is formed. By selectively forming a defect in the diode region, the reverse recovery characteristic of the diode can be improved (for example, see Patent Document 1).
マスクを半導体基板に固定するために、いくつかの方法が提案されている。特許文献1によれば、マスクが基板に接着や接合により固定される。この場合、マスクは基板にしっかりと固定されうるが、マスクを基板から取り外すためにエッチングなどの化学処理を要しうるので煩雑である。 Several methods have been proposed for fixing the mask to the semiconductor substrate. According to Patent Document 1, the mask is fixed to the substrate by adhesion or bonding. In this case, the mask can be firmly fixed to the substrate, but it is complicated because a chemical treatment such as etching may be required to remove the mask from the substrate.
別の方法として、取り外し可能な留め具を使ってマスクを基板に固定することも考えられる。その場合、留め具の種類や構造によっては確実な固定が難しい。また、市販品の留め具についてはとくに、留め具の個体差(言い換えれば品質のばらつき)のために、目標の場所に充分な固定力が働かない場合がありうる。その結果、一度基板に固定したマスクが、イオン照射プロセスの間に基板からずれてしまうかもしれない。イオン照射前または照射中にマスクがあるべき位置からずれると、基板上の不正確な場所にイオンが照射されることになる。そうすると、基板に最終的に形成されるデバイスの性能に影響が生じうる。あるいは、イオン照射プロセスの歩留まりが低下しうる。 Alternatively, a removable fastener may be used to secure the mask to the substrate. In that case, reliable fixing is difficult depending on the type and structure of the fastener. Further, with regard to commercially available fasteners, in particular, there may be cases where sufficient fixing force does not work at the target location due to individual differences in fasteners (in other words, variations in quality). As a result, the mask once fixed to the substrate may be displaced from the substrate during the ion irradiation process. If the mask deviates from the position where the mask should be before or during the ion irradiation, the ions are irradiated to an incorrect position on the substrate. This can affect the performance of the device ultimately formed on the substrate. Alternatively, the yield of the ion irradiation process may decrease.
本発明のある態様の例示的な目的のひとつは、半導体基板に対するマスクの位置保持をより確実にするイオン照射のための固定技術を提供することにある。 One of the exemplary objects of an aspect of the present invention is to provide a fixing technique for ion irradiation that more reliably holds the position of a mask with respect to a semiconductor substrate.
本発明のある態様によると、半導体基板にマスクを介してイオン照射をする際に前記マスクを前記半導体基板に固定するための固定装置が提供される。固定装置は、前記マスクを前記半導体基板にかぶせるようにして前記マスクおよび前記半導体基板を載せるウェハホルダと、前記ウェハホルダに接しかつ前記マスクの側面に非接触であるように前記マスクおよび前記半導体基板を前記ウェハホルダに固定する固定治具と、を備える。 According to an aspect of the present invention, there is provided a fixing device for fixing the mask to the semiconductor substrate when the semiconductor substrate is irradiated with ions through the mask. The fixing device includes a wafer holder on which the mask and the semiconductor substrate are placed so as to cover the semiconductor substrate with the mask, and the mask and the semiconductor substrate that contact the wafer holder and are not in contact with the side surface of the mask. A fixture for fixing the wafer holder.
本発明のある態様によると、半導体基板にマスクを介してイオン照射をする際に前記マスクを前記半導体基板に固定するための固定装置が提供される。固定装置は、前記マスクを前記半導体基板にかぶせるようにして前記マスクおよび前記半導体基板を載せるウェハホルダと、前記マスクおよび前記半導体基板を前記ウェハホルダに固定する固定治具と、ウェハホルダ載置面を備え、前記固定治具が装着された前記ウェハホルダを立てて搬送する搬送プレートと、前記ウェハホルダの自重により前記ウェハホルダが前記ウェハホルダ載置面に案内されるよう構成されたウェハホルダ吊下構造と、を備える。 According to an aspect of the present invention, there is provided a fixing device for fixing the mask to the semiconductor substrate when the semiconductor substrate is irradiated with ions through the mask. The fixing device includes a wafer holder on which the mask and the semiconductor substrate are mounted so as to cover the semiconductor substrate with the mask, a fixing jig for fixing the mask and the semiconductor substrate to the wafer holder, and a wafer holder mounting surface, And a wafer holder suspension structure configured to guide the wafer holder to the wafer holder mounting surface by the weight of the wafer holder by itself.
本発明のある態様によると、マスクを半導体基板にかぶせるようにして前記マスクおよび前記半導体基板をウェハホルダに載せる工程と、固定治具が前記ウェハホルダに接しかつ前記マスクの側面に非接触であるように前記固定治具で前記マスクおよび前記半導体基板を前記ウェハホルダに固定する工程と、前記ウェハホルダを立てて搬送する搬送プレートのウェハホルダ載置面に前記ウェハホルダの自重により前記ウェハホルダが案内されるよう前記ウェハホルダを前記搬送プレートに吊り下げる工程と、前記マスクを介して前記半導体基板にイオンを照射する工程と、を備えるイオン照射方法が提供される。 According to an aspect of the present invention, a step of placing the mask and the semiconductor substrate on a wafer holder by covering the mask with the semiconductor substrate, and a fixing jig contacting the wafer holder and not contacting a side surface of the mask. A step of fixing the mask and the semiconductor substrate to the wafer holder with the fixing jig; and the wafer holder so that the wafer holder is guided by the weight of the wafer holder on a wafer holder mounting surface of a transfer plate that vertically conveys the wafer holder. An ion irradiation method is provided that includes a step of suspending the carrier plate and a step of irradiating the semiconductor substrate with ions through the mask.
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above constituent elements and constituent elements and expressions of the present invention that are mutually replaced among methods, devices, systems, etc. are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、半導体基板に対するマスクの位置保持をより確実にするイオン照射のための固定技術を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a fixing technique for ion irradiation that more reliably holds the position of a mask with respect to a semiconductor substrate.
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、以下に述べる構成は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。また、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、以下の説明において参照する図面において、各構成部材の大きさや厚みは説明の便宜上のものであり、必ずしも実際の寸法や比率を示すものではない。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described in detail. Note that the configurations described below are merely examples, and do not limit the scope of the present invention. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description. Further, in the drawings referred to in the following description, the size and thickness of each component are for convenience of description, and do not necessarily indicate actual dimensions and ratios.
はじめに、半導体基板にイオン照射を行うイオン照射システム10について説明する。図1は、イオン照射システム10の概略構成を模式的に示した図である。イオン照射システム10は、加速器12と、半導体基板であるウェハを保持し搬送するウェハ搬送装置14と、加速器12から出射されたイオンビームをウェハ搬送装置14まで導くビーム輸送ダクト16と、を備える。
First, the
加速器12は、イオンを加速し、イオンビームとして外部へ出射する。加速器12としては、例えば、サイクロトロン方式やバンデグラフ方式の装置が用いられる。ウェハ搬送装置14は、複数の搬送プレート18を収容する収容部(不図示)と、収容部から運ばれた一の搬送プレート18にイオン照射が行われる照射チャンバ20と、収容部と照射チャンバ20との間で搬送プレート18を移動する移動機構22と、を備える。搬送プレート18は複数枚のウェハを搭載することができる。照射チャンバ20において、これらのウェハにイオンビームが照射される。ビーム輸送ダクト16の途中には、内部を真空に維持する真空ポンプやビームの方向を補正する電磁コイル等が設けられている。
The
イオン照射システム10は、イオンビームに関する様々なパラメータ、例えば、イオン種、加速エネルギー、イオン照射量(ビーム電流、照射時間)、イオン照射方向を調整することができるように構成されている。イオン照射に用いられるイオン種は、H、He、B、C、N、O、Ne、Si、Ar、Kr、Xeからなる群より選択される少なくとも1種の原子がイオン化されたものが挙げられる。具体的には、例えば、1H+、2H+、3He2+、4He2+などが挙げられる。イオン照射システム10は、イオン照射を0.001MeV以上の加速エネルギーで行ってもよい。あるいは、0.1MeV以上の加速エネルギーで行ってもよい。また、イオン照射を100MeV以下の加速エネルギーで行ってもよい。あるいは、30MeV以下の加速エネルギーで行ってもよい。
The
イオンが照射されるウェハは典型的には、円形のシリコンウェハであるが、ウェハの形状および材質はこれに限定されない。円形ウェハは、例えば300mm以内の直径を有し、例えば300mmまたは250mmまたは200mmまたは150mmの直径を有してもよい。円形状基板Wは、例えば0.05mmから1.50mmの厚みを有してもよい。 The wafer irradiated with ions is typically a circular silicon wafer, but the shape and material of the wafer are not limited to this. The circular wafer has a diameter of, for example, within 300 mm, and may have a diameter of, for example, 300 mm or 250 mm or 200 mm or 150 mm. The circular substrate W may have a thickness of, for example, 0.05 mm to 1.50 mm.
ウェハにイオン照射が行われると、ウェハ内部のある深さにまでイオンが到達する。その際、到達した領域を含む近傍では格子欠陥が形成され、結晶の規則性(周期性)が乱れた状態となる。このような格子欠陥が多い領域では電子が散乱されやすくなり、電子の移動が阻害される。つまり、イオン照射により局所的な格子欠陥が生じた領域では、抵抗率が上昇することになる。イオン照射システム10において上述のパラメータを調整することにより、ウェハ中の欠陥層の面内位置、深さ位置、深さ方向の幅、抵抗率の大きさを適宜設定できる。なお、イオン照射により得られる欠陥層は、高抵抗領域を形成する目的の他に、キャリアのライフタイム制御層を形成する目的など、様々な用途に用いることができる。
When the wafer is irradiated with ions, the ions reach a certain depth inside the wafer. At that time, lattice defects are formed in the vicinity including the reached region, and the regularity (periodicity) of the crystal is disturbed. Electrons are more likely to be scattered in such a region having many lattice defects, which hinders the movement of electrons. That is, the resistivity increases in the region where the local lattice defect is generated by the ion irradiation. By adjusting the above parameters in the
図2は、搬送プレート18の一例を示す図である。搬送プレート18は、イオン照射のために複数枚のウェハホルダ24を立てて搬送するよう構成されている。これらのウェハホルダ24は横に一列に並んで搬送プレート18上のそれぞれの所定位置に保持されている。
FIG. 2 is a diagram showing an example of the
詳しくは後述するが、各ウェハホルダ24は、マスク25をウェハ26にかぶせるようにして(すなわち、マスク25を外側としウェハ26を内側としてマスク25およびウェハ26が重なるようにして)、マスク25およびウェハ26を載せることができる。マスク25およびウェハ26は、固定治具(後述)、クリップ、またはその他の留め具によってウェハホルダ24に固定されることができる。こうしてウェハホルダ24はマスク付きウェハを形成する。搬送プレート18は、複数のマスク付きウェハを搭載することができる。
As will be described later in detail, each
マスク25は、ウェハ26を覆うことのできる大きさを有する円盤形状の部材である。マスク25は、アルミニウム(Al)、ステンレス鋼(SUS)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)およびこれらの合金を含む金属や、シリコン(Si)、その他樹脂などで構成される。ただし、マスク25の形状および材質はこれに限定されない。例えば、ウェハ26が矩形その他の平面形状をもつ場合には、マスク25もこれに合わせた平面形状を有してもよい。また、マスク25は、照射されるイオンを通過させるための開口と、位置合わせ用に設けられるアライメント開口を有してもよい。
The
移動機構22は、搬送プレート18を少なくとも水平方向に移動させるよう構成されている。移動機構22は、搬送プレート18に搭載されている全てのウェハ26に順次イオンビームが照射されるように、搬送プレート18を移動させることができる。そうしてイオン照射処理が終了すると、移動機構22は、搬送用軸28の軸端部28aを搬送プレート18の端部に設けられている被係合部30に係合させ、搬送プレート18を収容部に戻す。そして、移動機構22は、次の搬送プレート18を照射チャンバ20へ搬入する。
The moving
ウェハホルダ24は水平面に対し垂直に立つように搬送プレート18に支持されている。ウェハホルダ24に固定されたマスク25およびウェハ26もまた、水平面に対し垂直に立てた状態で搬送プレート18に支持される。イオンビームは、水平面に沿ってマスク25に入射し、マスク25を介してウェハ26に照射される。なお必要とされる場合には、搬送プレート18は、ウェハホルダ24、マスク25およびウェハ26を、水平面に対し斜めに立てて搬送するよう構成されていてもよい。
The
図3は、実施の形態に係るマスク付きウェハの概略平面図である。上述のようにウェハホルダ24に載ったマスク25によってウェハ26は覆われている。ウェハ26の照射面にはアライメントマークが設けられていてもよい。このアライメントマークとマスク25のアライメント開口の位置を合わせるようにして、マスク25およびウェハ26がウェハホルダ24に固定される。
FIG. 3 is a schematic plan view of the masked wafer according to the embodiment. The
図3に示す固定装置32は、上述のウェハホルダ24に加えて、マスク25およびウェハ26をウェハホルダ24に固定する複数の固定治具34を備える。2つの固定治具34がウェハホルダ24の中心Cを挟んで両側に取り付けられている。一方の固定治具34は、ウェハホルダ24を立てたときの上辺24aにあり、他方の固定治具34は下辺24bにある。2つの固定治具34はマスク25およびウェハ26の直径の両端に位置する。また固定治具34には、後述する突出部材35が設けられている。
The fixing
ウェハホルダ24は、マスク25の外側に(より正確には、設計上マスク25が占める領域の外側に)拡張部分36を備える。拡張部分36はウェハホルダ24の左右に広がっており、固定治具34の配置場所を境界として左側領域36aと右側領域36bに分かれる。左側領域36aにおいて上辺24aの近くには開口部38が設けられている。左側領域36aは、開口部38より径方向に外側(ウェハホルダ24の左上部)に延びている細長部分40を有する。細長部分40は、作業者にとってウェハホルダ24の持ち手として利用可能である。
The
またウェハホルダ24には複数のピン穴42が設けられている。2つのピン穴42のうち一方が右側領域36bにおいて上辺24aの近傍に形成され、他方のピン穴42が左側領域36aにおいて下辺24bの近傍に形成されている。2つのピン穴は42はウェハホルダ24の中心Cから等距離に位置する。このようにして、ピン穴42は、ウェハホルダ24の拡張部分36において対角状に配置されている。
Further, the
図4は、実施の形態に係るマスク付きウェハの概略断面図である。図4には、図3に示すA−A断面を示す。図5は、ウェハホルダ24の概略平面図である。図5には、マスク25およびウェハ26が載っていない状態のウェハホルダ24を示す。図6は、固定治具34を示す概略斜視図である。図7は、突出部材35を含む固定治具34の拡大部分断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the masked wafer according to the embodiment. FIG. 4 shows an AA cross section shown in FIG. FIG. 5 is a schematic plan view of the
ウェハホルダ24は底部24cおよび外枠部24dを有する。ウェハホルダ24の外周部を説明の便宜上、上述の拡張部分36と外枠部24dに呼び分けている。しかし、ウェハホルダ24は実際には、拡張部分36、外枠部24dおよび底部24cを有する一体のプレート状の部材である。拡張部分36は、固定治具34でマスク25がウェハホルダ24に固定されたとき平面視でマスク25の外側にあり、外枠部24dは固定治具34またはマスク25により覆い隠される。拡張部分36の左側領域36aと右側領域36bは外枠部24dによって接続される。
The
マスク25は、ウェハホルダ24と反対側を向きイオンビームが照射されるマスク前面25aと、マスク前面25aに背向しウェハ26と対向するマスク背面25bとを有する。またマスク25は、マスク前面25aをマスク背面25bに接続しマスク25の外形を定めるマスク側面25cを有する。
The
ウェハ26は、マスク背面25bに対向しイオンビームが照射されるウェハ前面26aと、ウェハ前面26aに背向しウェハホルダ24と対向するウェハ背面26bとを有する。またウェハ26は、ウェハ前面26aをウェハ背面26bに接続しウェハ26の外形を定めるウェハ側面26cを有する。
The
固定装置32は、ウェハ26の外周領域とマスク25の間に配置されるスペーサ部材44をさらに備える。スペーサ部材44は、ウェハ26の外径に対応したリング状の部材である。スペーサ部材44は、ウェハ前面26aの外周領域に接するとともにマスク背面25bの外周領域に接する。スペーサ部材44は、マスク背面25bとウェハ前面26aを非接触とする役割を有する。マスク背面25bと接するスペーサ部材44の上面は、ウェハホルダ24の外枠部24dと同じ高さを有する。あるいは、確実な固定力の伝達のために、スペーサ部材44の上面は、ウェハホルダ24の外枠部24dよりわずかに高くてもよい。スペーサ部材44は、例えば0.5mm〜2mm程度の厚さを有する。
The fixing
スペーサ部材44の外径はウェハ26の外径に等しい。しかし、スペーサ部材44の外径はウェハ26の外径と異なってもよい。例えば、スペーサ部材44の外径は、ウェハ26の外径より大きくマスク25の外径より小さくてもよい。
The outer diameter of the
またウェハホルダ24には、ウェハ26を収容可能なウェハホルダ凹部46が底部24cおよび外枠部24dにより区画される。ウェハホルダ凹部46は、ウェハ24の外径に対応する大きさの開口を有し、ウェハ側面26cは、外枠部24dに接し、又は外枠部24dからわずかな隙間を空けて囲まれる。ウェハホルダ凹部46は、例えば1mm〜5mm程度の深さを有する。
Further, the
ウェハホルダ凹部46には、ウェハホルダ24の底部24cおよび外枠部24dに隣接してこれらと一体形成されたウェハホルダ凸部48が設けられている。ウェハホルダ凸部48は、ウェハ26の外径に対応したリング状に形成されている。ウェハホルダ凸部48は、ウェハ背面26bの外周領域に接するいわばもう1つのスペーサ部材として設けられている。ウェハホルダ凸部48は、ウェハ背面26bとウェハホルダ24の底部24cを非接触とする役割を有する。ウェハホルダ凸部48は、例えば0.5mm〜2mm程度の高さを有する。
The wafer holder
ここで、ウェハ26の外周領域とは、ウェハ側面26cから1mm〜3mm程度の領域であり、一般に、半導体装置が形成されない領域である。そのため、スペーサ部材44またはウェハホルダ凸部48がウェハ外周領域においてウェハ26に接触したとしても、ウェハ26に形成される半導体装置への影響は少ない。また、スペーサ部材44およびウェハホルダ凸部48を設けることで、半導体装置が一般に形成されるウェハ内側領域にマスク25やウェハホルダ24が接触し、ウェハ内側領域が損傷することとなるのを防ぐことができる。
Here, the outer peripheral area of the
またウェハホルダ24の外枠部24dにはその最下部(すなわち、下辺24b側の固定治具34に最も近い部位)に、ウェハ26のノッチに合う突起24eが形成されている(図5参照)。突起24eは、ウェハホルダ24にウェハ26を置くときの粗い位置調整(粗調ともいう)の目印として設けられている。ウェハホルダ24を立てたとき重力によりウェハ26のノッチが突起24eに嵌る。これは、マスク付きウェハの搬送時およびイオン照射時の姿勢安定に役立つ。なお図4においては突起24eの図示を省略する。
The
固定治具34は、コの字形または横向きのU字形状を有しており、マスク25およびウェハホルダ24それぞれの外周部を挟み込む。より具体的には、固定治具34は、ウェハホルダ側アーム50と、ウェハホルダ側アーム50に沿って延びるマスク側アーム52と、を備え、両アーム間にマスク25、ウェハ26、およびウェハホルダ24を挟むように構成されている。また固定治具34は、ウェハホルダ側アーム50をマスク側アーム52に接続するアーム接続部54を備える。固定治具34により、マスク25およびウェハ26がその面内方向に互いに変位しないようにウェハホルダ24に固定され、マスク25、スペーサ部材44、ウェハ26およびウェハホルダ24を含む積層体が形成される。
The fixing
上述の突出部材35は、マスク側アーム52に設けられており、マスク25に向けて突出可能である。突出部材35は、スペーサ部材44の直上でマスク25に突き当たるよう配置されている。これにより、固定治具34は、マスク25とウェハホルダ24の間にウェハ26およびスペーサ部材44をしっかりと挟み込むことができる。よって、マスク25とウェハ26の位置ずれを防止することができる。
The above-mentioned protruding
マスク側アーム52は、ねじ穴52aを有する。突出部材35は、ねじ穴52aと螺合するねじである突出部材本体35aと、マスク前面25aに突き当たる突出部材先端35bとを備える。矢印62のように突出部材35をマスク側アーム52に対し回転させるとき、突出部材35はねじ穴52aとの螺合によりマスク25に向けて突き出し、逆向きに回転させるとき、突出部材35はマスク25から離れる。
The
突出部材先端35bは、突出部材本体35aに対し回転可能であるように突出部材本体35aに支持されている。突出部材本体35aの下端には凹部が形成されている。突出部材先端35bは対応する半球状の面を有し、突出部材本体35aの凹部に嵌め込まれている。突出部材先端35bは突出部材本体35aの凹部に対し摺動可能である。突出部材先端35bの半球状の面と反対側の面は平面である。この平面が、突出部材35がマスク側アーム52から突き出すときマスク前面25aに突き当たる。突出部材先端35bがマスク前面25aに接触することにより、突出部材先端35bはマスク前面25aとの摩擦力によって静止される。
The protruding
突出部材先端35bが突出部材本体35aに対し独立して回転可能であるので、ねじ回転によるマスク25とウェハ26の位置ずれを防止または軽減することができる。また、突出部材先端35bはマスク前面25aと面接触するので、点接触の場合に比べて、突出部材35からマスク25に働く単位面積あたりの固定力が小さくなる。よって、突出部材35をマスク25に突き当てることによって起こりうるマスク25の損傷を防止または軽減することができる。
Since the protruding
固定治具34は、ウェハホルダ24に接しかつマスク側面25cに非接触であるようにマスク25およびウェハ26をウェハホルダ24に固定する。そのため、ウェハホルダ24は、固定治具34がマスク側面25cと非接触にウェハホルダ24に装着されるよう形成された固定治具装着部、例えば切り欠き部56を備える。
The fixing
切り欠き部56は、マスク側面25cの設計上の位置よりも径方向に外側に位置する固定治具当接面58を有する。固定治具当接面58は、アーム接続部54の内側の面との接触により固定治具34をウェハホルダ24の径方向に位置決めする。よって、固定治具34はマスク側面25cと接触せず、アーム接続部54とマスク側面25cの間に隙間59aができる。そのため、固定治具34が装着されるとき、固定治具34がマスク25を押すことがなく、それによるマスク25の位置ずれも生じない。
The
また、固定治具34は、突出部材35を除いて、マスク前面25aとも接触しない。マスク側アーム52の下面とマスク前面25aの間にも隙間59bが形成される。固定治具34の装着時に固定治具34のウェハホルダ側アーム50をウェハホルダ24に当てながら固定治具34を切り欠き部56へと差し込むことによって、固定治具34をマスク25とまったく接触させずに取り付けることができる。
Further, the fixing
この取付作業を容易にするために、ウェハホルダ側アーム50がマスク側アーム52よりも長くなっている。アーム接続部54からのウェハホルダ側アーム50の延出長さは、アーム接続部54からのマスク側アーム52の延出長さより大きい。まず、ウェハホルダ側アーム50の延長部分をウェハホルダ24の底部24c側から切り欠き部56に突き当てて、それから固定治具34を径方向に内側に向けて差し込むことができる。
In order to facilitate this mounting work, the wafer
切り欠き部56は、固定治具当接面58の両側それぞれから径方向に外側に延びる一対の固定治具案内面60をさらに有する。固定治具案内面60は、固定治具当接面58を上辺24a(または下辺24b)に接続する。これら固定治具案内面60は、固定治具34が切り欠き部56に挿入されるとき、アーム接続部54の両側に沿ってアーム接続部54をウェハホルダ24の径方向に案内する。このようにして固定治具34の装着場所が予め設定されているので、装着作業が容易である。
The
ウェハホルダ24の拡張部分36は、固定治具当接面58よりも径方向に外側に広がっている。ウェハホルダ24はその全周にわたってマスク25よりも径が大きい。こうしてウェハホルダ24は、上述のピン穴42や持ち手となる細長部分40を設ける余剰の領域をマスク25の外側にもつ。作業者はこうした余剰領域を持って、ウェハホルダ24を搬送プレート18にセットしたり、そこから取り外したりするといった作業をすることができる。作業中にマスク25に手を触れる必要がないので、誤ってマスク25に触れて位置ずれを引き起こす可能性が小さくなる。
The expanded
図8は、搬送プレート18の概略平面図である。図9は、搬送プレート18の一部を拡大して示す概略図である。図10は、固定装置32を示す概略平面図である。図10には、実施の形態に係るマスク付きウェハが搬送プレート18にセットされた状態を示す。図11は、ウェハホルダ24のピン穴42を拡大して示す概略図である。
FIG. 8 is a schematic plan view of the
上述の被係合部30に加えて、搬送プレート18は、ウェハホルダ載置面64と、ウェハホルダ載置面64に設けられた逆テーパー状の複数のピン66と、を備える。ウェハホルダ載置面64は、ウェハホルダ24(具体的には図4に示すウェハホルダ24の底部24c)との接触によりウェハホルダ24を定位置に位置決めするための平面として搬送プレート18に設けられている。
In addition to the engaged
複数のピン66は、ウェハホルダ24のピン穴42と対応する数および配置で設けられている。よって、2本のピン66が対角状に配置されている。ピン66は、小円板上のピン台座68から立設する逆円錐状の形状を有する。ピン台座68は、ウェハホルダ載置面64上に設けられ、ピン66の根本を固定する。ピン66は、ウェハホルダ載置面64に対し垂直に立てられている。
The plurality of
また搬送プレート18には、開口部70が設けられている。開口部70は、ウェハホルダ24がウェハホルダ載置面64に接触するとき固定治具34を受け入れるために搬送プレート18に形成されている。よって、搬送プレート18は、固定治具34が装着されたウェハホルダ24を立てて搬送することができる。
Further, the
固定装置32は、ウェハホルダ24の自重によりウェハホルダ24がウェハホルダ載置面64に案内されるよう構成されたウェハホルダ吊下構造72を備える。ウェハホルダ吊下構造72は、上述のピン66とウェハホルダ24のピン穴42とを備える。ピン66は、先端が最も太くピン台座68に向かって徐々に細くなっている。そのため、ウェハホルダ24のピン穴42をピン66に掛けたとき、ウェハホルダ24は自重によってピン66の逆テーパ面(すなわち逆円錐面)に従って下方に動くとともに搬送プレート18に近づき、最終的にはウェハホルダ載置面64に当たる。よって、ウェハホルダ24を搬送プレート18に迅速に取り付けることができる。また、マスク付きウェハを定位置に確実に位置決めすることができる。また、ウェハホルダ24は対角状に配置された2本のピン66で支持されるので、搬送プレート18による搬送中も位置が安定する。
The fixing
ウェハホルダ24のピン穴42は、いわゆるダルマ穴の形状をもつ。ピン穴42は、第1円弧状輪郭42aと第2円弧状輪郭42bを有する。第1円弧状輪郭42aの両端が第2円弧状輪郭42bの両端につながっている。第1円弧状輪郭42aは第1中心74および第1半径75を有し、第2円弧状輪郭42bは第2中心76および第2半径77を有する。第2中心76は第1中心74から下方に偏心しており、よって第2円弧状輪郭42bは第1円弧状輪郭42aから下方に外れている。ピン穴42は、第1中心74と第2中心76を結ぶ直線78に線対称である。第2半径77は第1半径75より大きい。第1半径75は、ピン66の先端の半径より小さく、ピン66の根本の半径より大きい。第2半径77は、ピン66の先端の半径より大きい。
The
したがって、ピン穴42の第2円弧状輪郭42bにピン66を挿入することができる。そしてウェハホルダ24の自重によりピン66が第1円弧状輪郭42aに嵌る。このようなピン66およびピン穴42の形状により、マスク付きウエハの搬送中の脱落を防止し、振動を抑制することができる。また、イオン照射後のマスク付きウェハを搬送プレート18から回収するときには、ウェハホルダ24を少し上に持ち上げるだけで容易に取り外すことができる。
Therefore, the
図12は、実施の形態に係るイオン照射方法の一例を示すフローチャートである。はじめに、作業者は、半導体基板およびマスクをそれぞれ準備し(S10)、半導体基板とマスクを近接させて位置合わせする(S12)。続いて、半導体基板とマスクを固定治具でウェハホルダに固定し(S14)、そのマスク付きウェハを搬送プレートにセットする(S16)。マスク付きウェハにイオン照射を行う(S18)。マスク付きウェハを搬送プレートから回収し(S20)、イオン照射後の半導体基板とマスクの位置合わせ(アライメント)がずれていないか確認する(S22)。その後、半導体基板とマスクの固定を解除する(S24)。 FIG. 12 is a flowchart showing an example of the ion irradiation method according to the embodiment. First, an operator prepares a semiconductor substrate and a mask respectively (S10) and positions the semiconductor substrate and the mask in close proximity to each other (S12). Then, the semiconductor substrate and the mask are fixed to the wafer holder by a fixing jig (S14), and the masked wafer is set on the carrier plate (S16). Ion irradiation is performed on the wafer with a mask (S18). The masked wafer is collected from the carrier plate (S20), and it is confirmed whether the semiconductor substrate after the ion irradiation and the mask are aligned (S22). Then, the fixation of the semiconductor substrate and the mask is released (S24).
作業開始の際、ウェハホルダは、作業台に水平に置かれる。作業者は、マスクを半導体基板にかぶせるようにしてマスクおよび半導体基板をウェハホルダに載せる。半導体基板とマスクの位置合わせが行われる。固定治具がウェハホルダに接しかつマスクの側面に非接触であるように固定治具でマスクおよび半導体基板をウェハホルダに固定する。ウェハホルダを立てて搬送する搬送プレートのウェハホルダ載置面にウェハホルダの自重によりウェハホルダが案内されるようウェハホルダを前記搬送プレートに吊り下げる。マスクを介して前記半導体基板にイオンを照射する。 At the start of work, the wafer holder is placed horizontally on the workbench. The operator places the mask and the semiconductor substrate on the wafer holder so as to cover the semiconductor substrate with the mask. The semiconductor substrate and the mask are aligned. The mask and the semiconductor substrate are fixed to the wafer holder by the fixing jig so that the fixing jig is in contact with the wafer holder and is not in contact with the side surface of the mask. The wafer holder is hung on the transfer plate so that the wafer holder is guided by the weight of the wafer holder on the wafer holder mounting surface of the transfer plate that vertically conveys the wafer holder. Ions are irradiated to the semiconductor substrate through a mask.
マスクとウエハを固定してから固定を解除するまでの間、作業者はマスクに触れることがない。そのため、作業者が誤ってマスクをあるべき位置からずらすことがない。よって、半導体基板に対するマスクの位置を確実に保持することができる。 The operator does not touch the mask between the time the mask and the wafer are fixed and the time the fixing is released. Therefore, the operator does not accidentally shift the mask from the desired position. Therefore, the position of the mask with respect to the semiconductor substrate can be reliably held.
以上、本発明を実施例にもとづいて説明した。本発明は上記実施形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。 The present invention has been described above based on the embodiments. It is understood by those skilled in the art that the present invention is not limited to the above-described embodiment, various design changes are possible, various modifications are possible, and such modifications are also within the scope of the present invention. By the way.
10 イオン照射システム、 18 搬送プレート、 24 ウェハホルダ、 25 マスク、 26 ウェハ、 32 固定装置、 34 固定治具、 35 突出部材、 35a 突出部材本体、 35b 突出部材先端、 36 拡張部分、 42 ピン穴、 42a 第1円弧状輪郭、 42b 第2円弧状輪郭、 44 スペーサ部材、 50 ウェハホルダ側アーム、 52 マスク側アーム、 52a ねじ穴、 58 固定治具当接面、 64 ウェハホルダ載置面、 66 ピン、 72 ウェハホルダ吊下構造、 74 第1中心、 75 第1半径、 76 第2中心、 77 第2半径。 10 ion irradiation system, 18 transfer plate, 24 wafer holder, 25 mask, 26 wafer, 32 fixing device, 34 fixing jig, 35 protruding member, 35a protruding member main body, 35b protruding member tip, 36 expanded portion, 42 pin hole, 42a First arc-shaped contour, 42b Second arc-shaped contour, 44 Spacer member, 50 Wafer holder side arm, 52 Mask side arm, 52a Screw hole, 58 Fixing jig contact surface, 64 Wafer holder mounting surface, 66 pin, 72 Wafer holder Suspension structure, 74 1st center, 75 1st radius, 76 2nd center, 77 2nd radius.
Claims (10)
前記マスクを前記半導体基板にかぶせるようにして前記マスクおよび前記半導体基板を載せるウェハホルダと、
前記ウェハホルダに接しかつ前記マスクの側面に非接触であるように前記マスクおよび前記半導体基板を前記ウェハホルダに固定する固定治具と、
前記半導体基板の外周領域と前記マスクの間に配置されるスペーサ部材と、を備え、
前記固定治具は、ウェハホルダ側アームと、前記ウェハホルダ側アームに沿って延びるマスク側アームと、を備え、両アーム間に前記マスク、前記半導体基板および前記ウェハホルダを挟むように構成され、
前記マスク側アームは、前記マスクに向けて突出可能な突出部材を備え、前記突出部材は、前記スペーサ部材の直上で前記マスクに突き当たるよう配置されていることを特徴とする固定装置。 A fixing device for fixing the mask to the semiconductor substrate when ion-irradiating the semiconductor substrate through the mask,
A wafer holder on which the mask and the semiconductor substrate are placed so as to cover the semiconductor substrate with the mask;
A fixing jig for fixing the mask and the semiconductor substrate to the wafer holder so as to be in contact with the wafer holder and not in contact with the side surface of the mask;
A spacer member arranged between the outer peripheral region of the semiconductor substrate and the mask ,
The fixing jig includes a wafer holder side arm and a mask side arm extending along the wafer holder side arm, and is configured to sandwich the mask, the semiconductor substrate, and the wafer holder between both arms.
The mask-side arm is provided with a projecting member which can protrude toward the mask, the protrusion member is fixed and wherein that you have been arranged so as to impinge on the mask at immediately above the spacer member.
前記ウェハホルダの自重により前記ウェハホルダが前記ウェハホルダ載置面に案内されるよう構成されたウェハホルダ吊下構造と、をさらに備えることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の固定装置。 A carrier plate which has a wafer holder mounting surface and which vertically conveys the wafer holder on which the fixing jig is mounted,
Fixing device according to any one of 4 from claim 1, further comprising a, a wafer holder suspended structure configured to the wafer holder is guided by the wafer holder mounting surface by the weight of the wafer holder.
前記マスクを前記半導体基板にかぶせるようにして前記マスクおよび前記半導体基板を載せるウェハホルダと、
前記マスクおよび前記半導体基板を前記ウェハホルダに固定する固定治具と、
ウェハホルダ載置面を備え、前記固定治具が装着された前記ウェハホルダを立てて搬送する搬送プレートと、
前記ウェハホルダの自重により前記ウェハホルダが前記ウェハホルダ載置面に案内されるよう構成されたウェハホルダ吊下構造と、を備え、
前記ウェハホルダ吊下構造は、前記ウェハホルダ載置面に設けられた逆テーパー状のピンと、前記ウェハホルダに設けられたピン穴と、を備えることを特徴とする固定装置。 A fixing device for fixing the mask to the semiconductor substrate when ion-irradiating the semiconductor substrate through the mask,
A wafer holder on which the mask and the semiconductor substrate are placed so as to cover the semiconductor substrate with the mask;
A fixture for fixing the mask and the semiconductor substrate to the wafer holder,
A carrier plate which has a wafer holder mounting surface and which vertically conveys the wafer holder on which the fixing jig is mounted,
A wafer holder suspension structure configured to guide the wafer holder to the wafer holder mounting surface by its own weight .
The wafer holder suspension structure, the fixing device, wherein the reverse tapered pin provided on the wafer holder mounting surface, the Rukoto and a pin hole formed in the wafer holder.
固定治具が前記ウェハホルダに接しかつ前記マスクの側面に非接触であるように前記固定治具で前記マスクおよび前記半導体基板を前記ウェハホルダに固定する工程と、
前記ウェハホルダを立てて搬送する搬送プレートのウェハホルダ載置面に前記ウェハホルダの自重により前記ウェハホルダが案内されるよう前記ウェハホルダを前記搬送プレートに吊り下げる工程と、
前記マスクを介して前記半導体基板にイオンを照射する工程と、を備え、
前記載せる工程は、前記半導体基板の外周領域と前記マスクの間にスペーサ部材を配置することを備え、
前記固定治具は、ウェハホルダ側アームと、前記ウェハホルダ側アームに沿って延びるマスク側アームと、を備え、両アーム間に前記マスク、前記半導体基板および前記ウェハホルダを挟むように構成され、
前記マスク側アームは、前記マスクに向けて突出可能な突出部材を備え、前記突出部材は、前記スペーサ部材の直上で前記マスクに突き当たるよう配置されていることを特徴とするイオン照射方法。 Placing the mask and the semiconductor substrate on a wafer holder by covering the semiconductor substrate with the mask;
Fixing the mask and the semiconductor substrate to the wafer holder with the fixing jig so that the fixing jig is in contact with the wafer holder and is not in contact with the side surface of the mask;
A step of suspending the wafer holder on the transfer plate so that the wafer holder is guided by the weight of the wafer holder to a wafer holder mounting surface of a transfer plate that vertically conveys the wafer holder;
Irradiating the semiconductor substrate with ions through the mask ,
The step described above comprises disposing a spacer member between the peripheral region of the semiconductor substrate and the mask,
The fixing jig includes a wafer holder side arm and a mask side arm extending along the wafer holder side arm, and is configured to sandwich the mask, the semiconductor substrate, and the wafer holder between both arms.
The mask-side arm is provided with a projecting member which can protrude toward the mask, the projection member, ion irradiation method characterized that you have been arranged so as to impinge on the mask at immediately above the spacer member.
固定治具で前記マスクおよび前記半導体基板を前記ウェハホルダに固定する工程と、Fixing the mask and the semiconductor substrate to the wafer holder with a fixing jig;
前記ウェハホルダを立てて搬送する搬送プレートのウェハホルダ載置面に前記ウェハホルダの自重により前記ウェハホルダが案内されるよう前記ウェハホルダを前記搬送プレートに吊り下げる工程と、A step of suspending the wafer holder on the transfer plate so that the wafer holder is guided by the weight of the wafer holder to a wafer holder mounting surface of a transfer plate that vertically conveys the wafer holder;
前記マスクを介して前記半導体基板にイオンを照射する工程と、を備え、Irradiating the semiconductor substrate with ions through the mask,
前記ウェハホルダ載置面には逆テーパー状のピンが設けられ、前記ウェハホルダにはピン穴が設けられており、An inversely tapered pin is provided on the wafer holder mounting surface, and a pin hole is provided in the wafer holder,
前記吊り下げる工程においては、前記ピンを前記ピン穴に挿入することによって前記ウェハホルダを前記搬送プレートに吊り下げることを特徴とするイオン照射方法。In the suspending step, the ion irradiation method is characterized in that the wafer holder is suspended on the transfer plate by inserting the pin into the pin hole.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016237316A JP6732645B2 (en) | 2016-12-07 | 2016-12-07 | Fixing device and ion irradiation method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016237316A JP6732645B2 (en) | 2016-12-07 | 2016-12-07 | Fixing device and ion irradiation method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018093127A JP2018093127A (en) | 2018-06-14 |
JP6732645B2 true JP6732645B2 (en) | 2020-07-29 |
Family
ID=62566329
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016237316A Active JP6732645B2 (en) | 2016-12-07 | 2016-12-07 | Fixing device and ion irradiation method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6732645B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7389619B2 (en) * | 2019-11-11 | 2023-11-30 | 住重アテックス株式会社 | Mask holder, fixing device, ion irradiation method |
US20230282502A1 (en) * | 2022-03-03 | 2023-09-07 | Micron Technology, Inc. | Wafer carrier with reticle template for marking reticle fields on a semiconductor wafer |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5897161U (en) * | 1981-12-25 | 1983-07-01 | クラリオン株式会社 | Mask holding jig |
EP2515328B1 (en) * | 2009-12-15 | 2016-05-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing semiconductor device |
US9570309B2 (en) * | 2012-12-13 | 2017-02-14 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Mask alignment system for semiconductor processing |
JP6338416B2 (en) * | 2014-03-27 | 2018-06-06 | 住重アテックス株式会社 | Ion irradiation method and fixing device used for ion irradiation |
JP2016062641A (en) * | 2014-09-12 | 2016-04-25 | 住友重機械工業株式会社 | Ion implanter and ion implantation method |
-
2016
- 2016-12-07 JP JP2016237316A patent/JP6732645B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018093127A (en) | 2018-06-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9381577B2 (en) | Chuck table | |
US20210028045A1 (en) | Stacking apparatus and stacking method | |
JP5035345B2 (en) | Ion implantation apparatus, substrate clamping mechanism, and ion implantation method | |
KR101770638B1 (en) | Shadow mask alignment and management system | |
JP5642153B2 (en) | Apparatus for holding a substrate in a material deposition apparatus | |
US20120263569A1 (en) | Substrate holders and methods of substrate mounting | |
JP5695520B2 (en) | Wafer ring alignment method | |
US20160053361A1 (en) | Carrier for a substrate and method for carrying a substrate | |
JP6732645B2 (en) | Fixing device and ion irradiation method | |
TW201606921A (en) | Implant masking and alignment | |
JP2016500199A (en) | Apparatus for orienting a wafer onto a wafer carrier | |
KR102083443B1 (en) | Substrate holding mechanism, film forming apparatus, and substrate holding method | |
EP2793083B1 (en) | Holder, lithography apparatus, and method of manufacturing article | |
JP6923344B2 (en) | Peripheral processing equipment and peripheral processing method | |
JP2016003386A (en) | Deposition holder | |
CN105609460B (en) | Substrate places unit | |
JP6573918B2 (en) | Roll-to-roll wafer backside particle and contamination removal | |
JP3909981B2 (en) | Wafer size conversion holder and wafer holding method using the same | |
CN107304473B (en) | Reaction chamber and semiconductor processing equipment | |
JP2023125729A (en) | Ion irradiation method | |
JP6338416B2 (en) | Ion irradiation method and fixing device used for ion irradiation | |
US10242904B2 (en) | Transfer apparatus, processing apparatus, and transfer method | |
JP2020113574A (en) | Wafer transporting tray | |
JP6914600B2 (en) | Fixing device and ion irradiation method | |
JP7389619B2 (en) | Mask holder, fixing device, ion irradiation method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A625 | Written request for application examination (by other person) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625 Effective date: 20190314 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20191122 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191224 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200214 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200707 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200708 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6732645 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |